哈工大 供熱工程 課件第四章 蒸汽系統(tǒng)-2

4.3蒸汽在通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)(xìtǒng)中的應(yīng)用

蒸汽除了直接用于采暖系統(tǒng)外，還可以用于通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)中加熱、加濕空氣(kōngqì)，制備空調(diào)用熱水及制冷等。精品資料2/4/20231采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽(zhēnɡqì)加熱空氣

通風(fēng)系統(tǒng)、全空氣空調(diào)系統(tǒng)或空氣—水空調(diào)系統(tǒng)在冬季運行時，其空氣可用蒸汽—空氣換熱器在空調(diào)機組、新風(fēng)處理機組中進(jìn)行加熱。在北方地區(qū)蒸汽—空氣換熱器宜垂直安裝，即肋片管處于垂直狀況。這樣，在停止工作時換熱器沒有凍結(jié)(dòngjié)危險，接通工作時啟動快。精品資料2/4/20232采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽加熱(jiārè)空氣

多臺換熱器的蒸汽管路應(yīng)并聯(lián)。蒸汽入口裝壓力表和調(diào)節(jié)閥，出口裝疏水器。當(dāng)被加熱空氣溫升大時，空氣行程宜采用串聯(lián)(chuànlián)；而空氣量大時，應(yīng)采用并聯(lián)安裝。圖4—10中四臺空氣—蒸汽換熱器的蒸汽管路為并聯(lián)安裝。精品資料2/4/20233采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽加熱(jiārè)空氣

多臺換熱器的蒸汽管路應(yīng)并聯(lián)。蒸汽入口(rùkǒu)裝壓力表和調(diào)節(jié)閥，出口裝疏水器。當(dāng)被加熱空氣溫升大時，空氣行程宜采用串聯(lián)；而空氣量大時，應(yīng)采用并聯(lián)安裝。圖4—10中四臺空氣—蒸汽換熱器的蒸汽管路為并聯(lián)安裝。精品資料2/4/20234采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽加熱(jiārè)空氣精品資料2/4/20235采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽(zhēnɡqì)加熱空氣

車間中采暖用的暖風(fēng)機常用蒸汽作為熱媒。蒸汽壓力(yālì)不大于0.39MPa。蒸汽型暖風(fēng)機供熱能力大，同樣的暖風(fēng)機，用蒸汽作熱媒時的供熱量約比熱水（130/70℃高溫水）作熱媒時供熱量多一倍。精品資料2/4/20236采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽(zhēnɡqì)加熱空氣

在寒冷地區(qū)為阻擋室外冷風(fēng)侵入建筑物，常在經(jīng)常開啟的外門(wàimén)附設(shè)熱空氣幕。熱空氣幕加熱空氣的熱媒有蒸汽、熱水、電。蒸汽作熱媒的熱空氣幕供熱能力大，適宜用在車間大門、特別是出入汽車等交通工具的大門處。蒸汽型熱空氣幕一般使用表壓≤0.39MPa的蒸汽。精品資料2/4/20237采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.1用蒸汽(zhēnɡqì)加熱空氣

暖風(fēng)機、熱空氣幕的蒸汽系統(tǒng)宜采用(cǎiyòng)上供式系統(tǒng)。設(shè)備進(jìn)口的蒸汽管應(yīng)設(shè)止回閥，出口凝結(jié)水設(shè)疏水器。精品資料2/4/20238采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.2用蒸汽(zhēnɡqì)加熱空調(diào)系統(tǒng)用熱水

全水空調(diào)系統(tǒng)或空氣—水空調(diào)系統(tǒng)或全空氣系統(tǒng)中所用的熱水可用汽—水換熱器進(jìn)行加熱(jiārè)。圖4—11是多臺汽—水換熱器加熱(jiārè)熱水的系統(tǒng)。蒸汽管路與熱水管路都是并聯(lián)連接。在水系統(tǒng)最高點應(yīng)設(shè)排氣裝置，在最低點設(shè)泄水和排污閥。精品資料2/4/20239采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.2用蒸汽加熱空調(diào)系統(tǒng)(xìtǒng)用熱水精品資料2/4/202310采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.3.2用蒸汽(zhēnɡqì)加熱空調(diào)系統(tǒng)用熱水精品資料2/4/202311采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.3.3用蒸汽(zhēnɡqì)等溫加濕空氣

用干蒸汽加濕器對空氣進(jìn)行加濕是空調(diào)系統(tǒng)中常用的加濕法之一。它不僅加濕迅速、均勻(jūnyún)、穩(wěn)定、效率高（接近100%）、不帶水滴和細(xì)菌，而且節(jié)省電能，運行費用低，布置方便。但由于必須有汽源和輸汽管道，初投資高，不可能專門為采用蒸汽加濕而建造熱源，但在有現(xiàn)成蒸汽熱源時，應(yīng)優(yōu)先采用蒸汽加濕。所需蒸氣壓力為0.02～0.4MPa。精品資料2/4/202312采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.3用蒸汽(zhēnɡqì)等溫加濕空氣

接到干蒸汽加濕器的供汽管道宜用鍍鋅管道，必須從供汽管道頂部引出，而且接管(jiēguǎn)越短越好，以防過多沿途凝結(jié)水帶入加濕器。其入口供汽管減壓閥和調(diào)節(jié)閥的前、后應(yīng)安裝閥門，其出口裝疏水器。精品資料2/4/202313采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.4溴化鋰吸收式制冷(zhìlěng)用蒸汽吸收式制冷(zhìlěng)是用熱能作動力的制冷(zhìlěng)方法。單效溴化鋰吸收式制冷(zhìlěng)機使用的熱媒有熱水和蒸汽，蒸汽壓力P=0.02~0.1MPa（表壓），熱水溫度≤150℃。單效溴化鋰吸收式制冷(zhìlěng)機熱力系數(shù)（制冷(zhìlěng)量與消耗熱量之比）小，除了用廢熱作熱源外，一般不提倡使用這種制冷(zhìlěng)機。雙效溴化鋰吸收式制冷(zhìlěng)機，當(dāng)采用P=0.6~0.8MPa（表壓）的蒸汽作熱媒時，熱力系數(shù)約比單效溴化鋰制冷(zhìlěng)機高60%~70%。精品資料2/4/202314采暖通風(fēng)與空調(diào)4.3.4溴化鋰吸收式制冷(zhìlěng)用蒸汽雖然其一次能源效率仍不敵用電驅(qū)動的制冷機，但由于我國煤價便宜(biànyí)，有的地方電力尚緊缺，尤其在工廠中有現(xiàn)成蒸汽源的地方，因此目前這類制冷機也用得很多。為提高熱力系數(shù)，應(yīng)盡量使用壓力高的飽和蒸汽，但一般不能高于0.8MPa(表壓)。由于溴化鋰吸收式制冷機對使用溫度有限制，一般最高不超過175℃，因此不允許有較大過熱度的蒸汽進(jìn)入設(shè)備。如蒸汽過熱度大而超過使用溫度時，應(yīng)在蒸汽管內(nèi)噴凝結(jié)水使蒸汽降到飽和溫度后再供給制冷機。精品資料2/4/202315采暖通風(fēng)與空調(diào)4.4蒸汽(zhēnɡqì)采暖系統(tǒng)專用設(shè)備

與熱水采暖系統(tǒng)相比，蒸汽采暖系統(tǒng)有一些專用的設(shè)備。正確選擇(xuǎnzé)、計算這些設(shè)備，不僅關(guān)系到充分發(fā)揮設(shè)備的功能，而且關(guān)系到系統(tǒng)的正常運行和節(jié)能。精品資料2/4/202316采暖通風(fēng)與空調(diào)4.4.1排除(páichú)凝結(jié)水的設(shè)備

如蒸汽在散熱器內(nèi)不能全部凝結(jié)，則就會竄入凝結(jié)水管。蒸汽管沿途凝結(jié)水不及時排除會產(chǎn)生水擊。因此在蒸汽管路上以及在散熱器和換熱器出口要安裝凝結(jié)水排除設(shè)備。它們能順利排除凝結(jié)水（有的還能同時排除空氣），阻礙(zǔài)蒸汽逸漏。其性能影響到系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性。排除凝結(jié)水的設(shè)備有疏水器、水封和孔板式疏水閥。精品資料2/4/202317采暖通風(fēng)與空調(diào)4.4.1排除(páichú)凝結(jié)水的設(shè)備

4.4.1.1疏水器1．疏水器的種類及工作(gōngzuò)原理精品資料2/4/202318采暖通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

疏水器根據(jù)作用原理不同，可分為三種類型：（1）利用疏水器內(nèi)凝結(jié)水液位變化動作的機械型疏水器。浮筒式、吊桶式（倒吊桶式）、浮球式疏水器均屬于此類疏水器。（2）靠蒸汽和凝結(jié)水流動時熱動力特性不同來工作(gōngzuò)的熱動力型疏水器。熱動力式、脈沖式屬于此類疏水器。（3）靠疏水器內(nèi)凝結(jié)水的溫度變化來排水阻汽的熱靜力式（恒溫型）疏水器。波紋管式、雙金屬片式疏水器均屬于此類疏水器。精品資料2/4/202319采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器精品資料2/4/202320采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器精品資料2/4/202321采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

疏水器根據(jù)(gēnjù)作用原理不同，可分為三種類型：（1）利用疏水器內(nèi)凝結(jié)水液位變化動作的機械型疏水器。浮筒式、吊桶式（倒吊桶式）、浮球式疏水器均屬于此類疏水器。（2）靠蒸汽和凝結(jié)水流動時熱動力特性不同來工作的熱動力型疏水器。熱動力式、脈沖式屬于此類疏水器。（3）靠疏水器內(nèi)凝結(jié)水的溫度變化來排水阻汽的熱靜力式（恒溫型）疏水器。波紋管式、雙金屬片式疏水器均屬于此類疏水器。精品資料2/4/202322采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器精品資料2/4/202323采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

2.疏水器的選擇(xuǎnzé)計算（1）選擇(xuǎnzé)疏水器時，應(yīng)使其排水能力大于用熱設(shè)備的理論排水量，即：

（4—5）式中疏水器設(shè)計排水量，kg/s或kg/h；用熱設(shè)備的理論排水量，kg/s或kg/h；K--疏水器的選擇(xuǎnzé)倍率。精品資料2/4/202324采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

疏水器的選擇倍率是考慮實際條件與理論計算情況不可能完全一致而引入的系數(shù)。使用條件經(jīng)常會有變化，用汽壓力下降，背壓升高時將導(dǎo)致疏水器的排水能力下降；設(shè)備用汽量增加時，凝結(jié)水量會增加等。此外用熱設(shè)備的工作情況也可能有變化，在低壓力，大負(fù)荷下啟動或要求用熱設(shè)備迅速投入使用時，疏水器的瞬時(shùnshí)排水量都要大于設(shè)備正常運行時的疏水量。精品資料2/4/202325采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

應(yīng)適當(dāng)確定(quèdìng)疏水器選擇倍率K的數(shù)值，不是越大越好。對浮筒式疏水器，值大，疏水器體積大，造價高；對熱動力式疏水器，值大，易造成漏汽；大多數(shù)疏水器間歇工作，應(yīng)防止疏水器動作頻繁，閥孔及閥座很快磨損。精品資料2/4/202326采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

（2）疏水器排水量的計算(jìsuàn)疏水器的排水量可按下式計算(jìsuàn)：

（4—6）式中—疏水器的排水量，kg/h；—疏水器的排水系數(shù)；—疏水器的排水閥孔直徑，mm；—疏水器前后壓差，kPa，；—疏水器前、后的蒸汽壓力，kPa。精品資料2/4/202327采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

3．疏水器與管路的連接方式疏水器與管路的連接方式見圖4—16。疏水器1通常多為水平安裝。截止閥5、6用于維修時將疏水器與凝結(jié)水管路隔開(ɡékāi)。沖洗管3位于截止閥5的前面，用于沖洗管路時排水和放氣。檢查管4位于疏水器后，用以檢查疏水器的工作情況。精品資料2/4/202328采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

4—16疏水器的安裝(ānzhuāng)1—疏水器；2—旁通管；3—沖洗管；4—檢查管；5、6—截止閥；7——止回閥精品資料2/4/202329采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.2水封(shuǐfēnɡ)和孔板式疏水閥精品資料2/4/202330采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.1疏水器

旁通管2可以水平安裝（圖（b））或垂直安裝（圖（c））（旁通管在疏水器上繞行）。圖（e）為多臺疏水器并聯(lián)安裝設(shè)旁通管的情況。旁通管的作用是：（1）系統(tǒng)啟動時排除凝結(jié)水和空氣；（2）檢修(jiǎnxiū)疏水器時不中斷供汽。為了防止蒸汽竄入凝結(jié)水系統(tǒng)，運行時旁通管上的閥門應(yīng)關(guān)閉，以免影響其它用熱設(shè)備凝結(jié)水的排除、干擾凝結(jié)水管路的正常工作及浪費熱能。疏水器有活動部件，需要經(jīng)常維修、更換，因此，對不允許中斷供汽的生產(chǎn)設(shè)備，為了進(jìn)行檢修(jiǎnxiū)時不影響生產(chǎn)，應(yīng)安裝旁通管。對一般的蒸汽供暖系統(tǒng)，疏水器可不設(shè)旁通管（如圖（a）、（d）），以免旁通管上閥門關(guān)閉不嚴(yán)造成泄漏。蒸汽用熱設(shè)備經(jīng)常為間歇工作，為了防止啟動時產(chǎn)生蒸汽沖擊，疏水器后可裝止回閥7。精品資料2/4/202331采暖通風(fēng)(tōngfēng)與空調(diào)4.4.1.2水封(shuǐfēnɡ)和孔板式疏水閥

水封和孔板式疏水閥都起到阻汽疏水的作用。其優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、無活動部件。水封中積存的凝結(jié)水阻止了蒸汽的通過，水封的高度H應(yīng)等于水封安裝處前后的壓力差相當(dāng)?shù)乃叨?，并考慮(kǎolǜ)10%的富余值。水封用于蒸汽壓力小于0.05MPa的地方。孔板式疏水器阻汽的作用原理是：純凝結(jié)水的密度大，能順利通過孔板內(nèi)面積很小的閥孔；蒸汽或含汽凝結(jié)水的密度小，通過孔板內(nèi)面積很小的閥孔時受到阻礙。從而達(dá)到阻汽疏水的作用。精品資料2/4/202332采暖通風(fēng)與空調(diào)4.4.1.2水封(shuǐfēnɡ)和孔板式疏水閥精品資料2/4/202333采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.2減壓閥

減壓閥通過調(diào)節(jié)閥孔大小，對蒸汽進(jìn)行節(jié)流達(dá)到減壓目的(mùdì)，并能自動地將閥后壓力維持在一定范圍內(nèi)。 目前國產(chǎn)減壓閥有活塞式、波紋管式和薄膜式等幾種。精品資料2/4/202334采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.2減壓閥

圖4—19活塞式減壓閥工作原理圖1— 主閥；2—活塞；3—下彈簧(tánhuáng)；4—針閥；5—薄膜片；6—上彈簧(tánhuáng)；7—旋緊螺絲精品資料2/4/202335采暖(cǎinuǎn)通風(fēng)與空調(diào)4.4.2減壓閥

圖4—21減壓閥接管安裝圖（a）活塞式減壓閥旁通(pánɡtōnɡ)管垂直